内存操作函数（c语言）

概述

C语言提供了一些非常有用的内存操作函数，其中包括memcpy、memcmp、memset和memmove。这些函数可以帮助我们在程序中对内存进行复制、比较和设置操作。本文将介绍这些函数的用法和模拟实现。

1. `memcpy`函数

memcpy函数用于将一个内存区域的内容复制到另一个内存区域。它的原型如下：

void *memcpy(void *destination, const void *source, size_t number);

其中，destination是目标内存区域的指针，source是源内存区域的指针，number是要复制的字节数。下面是一个使用memcpy函数的示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() 
{char src[] = "Hello, World!";char dest[20];memcpy(dest, src, 10);printf("复制后的字符串：%s", dest);return 0;
}

输出结果：

上述代码将字符串src的前十个字节的内容复制到了dest数组中，但是并没有复制到'\0'，所以在输出"Hello,Wor"之后是随机值。

2.`memcpy`函数的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <assert.h>void* my_memcpy(void* dst, void* src, size_t num)//（拷贝目标地址，拷贝来源地址，要拷贝的字节大小）
{assert(dst && src);//assert()里面的条件必须为真，否则报错终止程序，这里是防止传过来的指针为NULLvoid* ret = dst;//memcpy函数拷贝完成后会返回目标的地址，这里先用ret将dst储存起来while (num--){*(char*)dst = *(char*)src;//强制类型转换为char*，是为了让程序一个字节一个字节的拷贝dst = (char*)dst + 1;src = (char*)src + 1;}return ret;
}int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[10] = {0};my_memcpy(arr2, arr1, 20);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

输出结果

3. `memcmp`函数

memcmp函数用于比较两个内存区域的内容是否相等。它的原型如下：

int memcmp(const void *ptr1, const void *ptr2, size_t num);

其中，ptr1和ptr2分别是待比较的两个内存区域的指针，num是要比较的字节数。下面是一个使用memcmp函数的示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() 
{char str1[] = "Hello";char str2[] = "Hello";int result = memcmp(str1, str2, strlen(str1));if (result == 0) {printf("两个字符串相等");} else {printf("两个字符串不相等");}return 0;
}

输出结果

上述代码比较了两个字符串str1和str2是否相等，并根据比较结果输出相应的信息。

4.`memcmp`函数的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <assert.h>int my_memcmp(void* dst, void* src, size_t num)
{assert(dst && num);while (num--){if (*(char*)dst != *(char*)src)return *(char*)dst - *(char*)src;//memcmp函数的返回值是一个整型//当dst大于src时返回一个大于0的数//当dst等于src时返回0//当dst小于src时返回一个小于0的数//所以返回 dst - src 会方便很多	dst = (char*)dst + 1;src = (char*)src + 1;}return 0;
}int main()
{int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };int arr2[] = { 1, 2, 3, 4, 6 };int ret = my_memcmp(arr1, arr2, 20);if (ret == 0)printf("相等");else if (ret > 0)printf("arr1大于arr2");elseprintf("arr1小于arr2");return 0;
}

输出结果

上述代码比较的是arr1和arr2的前20个字节的内容，即比较了arr1的1，2，3，4，5和arr2的1，2，3，4，6。

5. `memset`函数

memset函数用于将一个内存区域的所有字节设置为指定的值。它的原型如下：

void *memset(void *dst, int src, size_t num);

其中，dst是要设置的内存区域的指针，src是要设置的值，num是要设置的字节数。下面是一个使用memset函数的示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() 
{char str[20];memset(str, 'A', sizeof(str));printf("设置后的字符串：%s", str);return 0;
}

输出结果

上述代码将字符串str中的所有字节都设置为字符'A'，但是没有设置'\0'，所以输出完20个'A'之后是随机值。

6.`memset`函数的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <assert.h>void* my_memset(void* dst, int src, size_t num)
{assert(dst);void* ret = dst;while (num--){*(char*)dst = (char)src;dst = (char*)dst + 1;}return ret;
}int main()
{char arr[10];my_memset(arr, '*', 10);for (int i = 0; i < 10; i++)printf("%c ", arr[i]);return 0;
}

输出结果

7. `memmove`函数

memmove函数用于将一个内存区域的内容移动到另一个内存区域，即使这两个区域有重叠。它的原型如下：

void *memmove(void *dst, const void *src, size_t n);

其中，dst是目标内存区域的指针，src是源内存区域的指针，num是要移动的字节数。下面是一个使用memmove函数的示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() 
{char str[] = "Hello, World!";memmove(str + 7, str, strlen(str) + 1);printf("移动后的字符串：%s", str);return 0;
}

输出结果

上述代码将字符串str中的内容"Hello, World!"移动到了字符串str的第7个元素之后，结果如上图。

8.`memmove`函数的模拟实现

模拟memmove函数的注意事项：
1、当在内存中的地址dst < src时，memmove函数要将数据从前往后移动数据，否则会达不到想要的结果。
2、当在内存中的地址dst = src时，从前往后和从后往前移动数据都可行。
3、当在内存中的地址dst > src时，memmove函数要将数据从后往前移动数据，否则会达不到想要的结果。
假设我们要将int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };中的前5个元素移动到第3个元素开始的位置，即将数组里的1，2，3，4，5移动到3，4，5，6，7。
因为第3个元素的地址小于第1个元素的地址，所以我们模拟的memmove函数要从后往前移动前5个元素，才能得到我们想要的结果
- 下图分别是从前往后移动和从后往前移动的结果

在这里插入图片描述

模拟实现代码：

#include <stdio.h>
#include <assert.h>void* my_memmove(void* dst, void* src, size_t num)
{assert(dst && src);void* ret = dst;if (dst < src){while (num--){*(char*)dst = *(char*)src;dst = (char*)dst + 1;src = (char*)src + 1;}}else{while (num--){*((char*)dst + num ) = *((char*)src + num );//这里的num是经过--的，指向的是dst和src的最后一个元素的最后一个字节，如果不经过--，则会从dst和src的最后一个字节的后一个字节开始移动，会造成结果错误}}return ret;
}int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };my_memmove(arr + 2, arr, 20);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}